全球越来越多的地区面临着水资源短缺的问题,对新型的低能耗和低成本的净水技术需求迫切。正渗透(FO)膜是一种新型的渗透压驱动的净水膜,具有能量输入较低,结垢倾向较弱,膜清洗容易,水回收率较高等优点,但是严重的内浓差极化现象限制了膜性能的进一步提高。结构参数是FO膜的一个重要表征,较低的结构参数意味着浓差极化的减轻,因此研究低结构参数的FO膜对正渗透技术的推广至关重要。目前抗生素污染严重,严重危害了人类健康和生态安全,且其在重金属污染环境下会加速微生物的抗性基因的产生。然而,传统的废水处理方法不能同时有效去除抗生素和重金属。针对以上问题,本研究致力于开发一种新型的低结构参数的纳米纤维FO膜并用于抗生素和重金属的去除。本文通过静电纺丝法制备纳米纤维基膜,利用聚多巴胺自聚合改善纳米纤维基膜的亲水性,然后通过界面聚合(IP)制备超薄分离层,优化各过程的工艺条件,开发低结构参数的高性能正渗透膜,并对其表面、结构特性及正渗透性能进行表征;在此基础上考察了新型FO膜对废水中重金属和抗生素的截留效果。主要研究内容和研究结果如下:(1)对静电纺纳米纤维基膜进行条件优化,重点考察了聚合物浓度、导电添加剂和热压处理等操作条件对PSf支撑层纤维形态、孔隙率、孔径、厚度、支撑层渗透通量的影响,最佳条件为26%PSf,电压25KV,流速1mL/h,接收距离12cm,湿度30%,温度25℃,线速度1.25m/s,针头内径0.5mm,溶剂比DMF/NMP=7/3,LiCl添加量0.05%,热压一次;在最佳条件下,能得到直径均匀(618±89nm),孔径均匀(1.13±0.12μm),拉力强度高(4.62Mpa)和较高孔隙率(75%),较高纯渗透通量(8631LMH/bar)的纳米纤维基膜。(2)为了得到低结构参数的纳米纤维FO膜,考察不同厚度的静电纺纳米纤维FO膜的正渗透性能和结构参数。制备了三种不同厚度的FO膜,由PSf纳米纤维基膜和超薄聚酰胺活性层组成。实验结果表明,由于支撑层的厚度的降低,最低厚度的TFC-1 FO膜可以实现最小结构参数(?486μm),并表现出最佳的渗透水通量,在AL-FW模式中水通量达到20.61LMH(1 M NaCl DS,DI),盐反向通量小于1.2gMH。(3)用PDA对静电纺纳米纤维进行了改性,并对多巴胺改性支撑层纳米纤维和改性FO膜进行了结构形貌表征并研究了其正渗透性能。PDA在疏水性纳米纤维上的附着显著改善了基膜的亲水性能,改性的PSF纳米纤维表现出即时润湿性,并且机械强度提高了45%。制备的PDA-TFC-FO膜可以实现较小结构参数(?166μm)和较高透水性(2.29LMH/bar)。该膜在AL-FW模式中渗透水通量为39.6LMH(1 M NaCl DS,DI),高于对照膜通量(20.61LMH),改性膜的盐反向通量为2.6gMH。(4)选取改性FO膜对模拟抗生素废水和重金属废水进行了深度处理。当采用1mol/L的NaCl溶液作为汲取液时,在AL-FW模式下,抗生素和重金属截留率分别达到97.9%和99.3%以上。